Ensayos de resistencia mecánica, desgaste por abrasión, pH y sulfatos en suelos y rocas

Resistencia mecánica a flexión

Objeto: Determinar la resistencia a la flexión de una probeta de piedra hasta la rotura.

Proceso

• Se necesitan 10 probetas para romperlas en la dirección de uso de la roca.
• Las probetas deben presentar caras lisas, con corte de sierra, apomazado o pulido.
• Se coloca la superficie destinada al empleo para que inicie contacto con los rodillos de apoyo.
• Se secan las probetas hasta obtener peso constante.
• Se coloca la probeta centrada sobre los rodillos; la distancia entre rodillos de apoyo debe ser 5 veces el espesor. El rodillo de carga se coloca en la mitad de la probeta.

Resistencia mecánica a compresión

Objeto: Determinar la resistencia a la compresión uniaxial hasta la rotura.

Proceso

• Mínimo 10 probetas.
• La cara donde se aplica la carga debe ser plana.
• Las caras laterales de la probeta deben ser lisas y sin irregularidades.
• Secar las probetas hasta peso constante.
• Se coloca y centra la probeta sobre la placa de la máquina de ensayo; se aplica una carga uniformemente distribuida con velocidad de compresión y se incrementa de forma continua hasta que se produce la rotura.

Desgaste por rozamiento — método disco de abrasión ancho

Objeto: Conocer la resistencia al desgaste por rozamiento que se origina con un rodillo y arena abrasiva durante un tiempo determinado.

Proceso

• Se usan 6 probetas, piezas completas o cortadas.
• Deben estar limpias y secas, con la cara superior a ensayar plana.
• Se rellena la tolva con el abrasivo seco.
• Se fija la probeta en el bastidor del equipo y se sitúa el depósito colector de abrasivo debajo del disco giratorio de abrasión.

Determinación del pH

Objeto: Determinar la concentración de iones que indica el carácter ácido o básico de la muestra (pH).

Clasificación orientativa del pH en suelos:

• pH mayor que 7,5 = suelo básico.
• pH entre 6,5 y 7,5 = suelo apto para su utilización.
• pH menor que 6,5 = suelo ácido, potencialmente corrosivo.
• pH entre 6,5 y 5,6 = ataque débil.
• pH entre 5,5 y 4,5 = ataque medio.
• pH menor que 4,5 = ataque fuerte.

Proceso

• Se toma una parte del suelo por cada 5 partes de agua destilada en volumen (1:5, v/v).
• Se mezcla en un vaso hasta obtener una suspensión homogénea.
• Se introduce el electrodo del pH‑metro y se mide el pH.
• También se puede emplear una tira de papel tornasol; se humedece con agua destilada y se introduce en la mezcla homogénea; el color resultante proporciona una aproximación del pH.

Determinación de sulfatos solubles

Objeto: Determinar los sulfatos solubles que se disuelven en agua y se precipitan con disolución de cloruro de bario.

Proceso

• Introducir la muestra en un vaso precipitado y añadir 500 cm³ de agua destilada.
• Agitar durante 45 minutos.
• Dejar decantar la suspensión de suelo contenida en el vaso.
• Extraer 250 ml del líquido, medidos en matraz aforado, con una pipeta sin perturbar el sedimento.
• Filtrar el líquido, recogiendo el filtrado en un vaso de 600 cm³.
• Lavar dos o tres veces el filtro con agua destilada y recoger el agua de lavado en el mismo vaso.
• Añadir 20 cm³ de ácido clorhídrico al volumen recogido.

Precipitación, filtración y calcinación

• Calentar a ebullición el líquido y añadir cloruro de bario con una pipeta para provocar la precipitación.
• El precipitado se depositará en el fondo y el líquido quedará claro.
• Añadir gotas de disolución de cloruro de bario para comprobar que la precipitación fue completa.
• Reposar 12 horas y filtrar con ceniza conocida.
• Lavar el filtro con agua destilada caliente hasta que no se observe precipitación en el lavado.
• Colocar el papel del filtro húmedo con el precipitado en un crisol de porcelana previamente tarado.
• Introducir el crisol en el horno para la calcinación según el procedimiento establecido.